Tesla vs. BYD : Qui fabrique la meilleure batterie ?

Le marché mondial des batteries progresse rapidement alors que la demande augmente et les prix baissent. Selon le rapport récent de l’Agence internationale de l’énergie (IEA) rapport récent, la demande annuelle de batteries a atteint un jalon historique l’année dernière, dépassant un térawattheure (TWh) en réponse à une hausse de 25 % des ventes de voitures électriques, atteignant 17 millions.

Le prix moyen d’un pack de batteries pour une voiture électrique équipée d’une batterie est, quant à lui, tombé sous les 100 $ par kilowattheure. Ce niveau est généralement considéré comme un seuil clé pour concurrencer les modèles traditionnels sur le coût. Des minéraux de batterie moins chers, notamment les prix du lithium, qui ont chuté de plus de 85 % depuis leur pic en 2022, ont été un moteur important de cela.

Il est intéressant de noter que les progrès rapides de l’industrie des batteries soutiennent la réduction des prix. Comme l’a souligné l’IEA, la capacité de production mondiale de batteries a finalement atteint 3 TWh et devrait tripler au cours des cinq prochaines années, à condition que tous les projets annoncés soient construits.

Tous ces tendances indiquent que l’industrie des batteries entre dans une nouvelle phase de son développement. Mais plus important encore, la Chine domine actuellement la production de batteries, représentant les trois quarts de toutes les batteries vendues dans le monde. Les prix moyens dans la région ont également chuté beaucoup plus rapidement, d’environ 30 %, ce qui a rendu les véhicules électriques en Chine beaucoup plus économiques que leurs homologues actuels.

Plusieurs raisons clés expliquent cet avantage de prix, notamment une expertise manufacturière étendue. La Chine a produit plus de 70 % de toutes les batteries jamais fabriquées, ce qui a donné naissance à des géants comme CATL et BYD.

D’autres raisons sont l’intégration de la chaîne d’approvisionnement favorisant une innovation plus rapide et une baisse des coûts de fabrication, la priorité donnée à une chimie de batterie moins chère, c’est‑à‑dire le lithium‑fer‑phosphate (LFP), et une concurrence domestique féroce. Bien que la baisse des prix puisse ralentir dans un avenir proche, on s’attend à ce que la Chine reste le plus grand fabricant de batteries à moyen terme.

Malgré la domination de la Chine, le Japon et la Corée émergent comme des acteurs majeurs. Ces pays ont une production domestique de batteries limitée mais réalisent d’importants investissements à l’étranger qui ont permis aux entreprises coréennes d’atteindre près de 400 gigawattheures (GWh) contre 60 GWh pour le Japon.

L’Europe, en revanche, peine actuellement en raison des coûts de production 50 % plus élevés qu’en Chine. Cependant, des efforts sont déployés pour produire des batteries LFP moins chères. Ici, les entreprises coréennes commencent à investir dans la fabrication de batteries LFP, mais les fabricants chinois devraient continuer à se développer.

Aux États‑Unis, les crédits d’impôt pour les producteurs ont aidé la capacité de fabrication de batteries à doubler depuis 2022, atteignant plus de 200 GWh en 2024. Près de 700 GWh de capacité supplémentaire sont actuellement en construction. Tesla (TSLA ), le plus grand fabricant de batteries américain, a déployé un record de 31,4 GWh de produits de stockage d’énergie en 2024, incluant les systèmes Megapack et Powerwall.

Le développement de la capacité domestique pour la fabrication de composants de batteries dans la région progresse toutefois lentement, la plupart de la demande d’anodes et de cathodes étant satisfaite par les importations.

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Démontage des batteries Tesla et BYD pour trouver la meilleure

Le marché mondial des batteries croît certes à un rythme rapide, mais la question est de savoir laquelle des batteries actuellement disponibles offre de meilleures performances. Eh bien, une nouvelle étude financée par le ministère fédéral allemand de l’Éducation et de la Recherche a tenté de répondre à cette question.

L’étude se concentre sur la batterie Blade de BYD et la batterie 4680 de Tesla, dont les structures internes ont été analysées afin de comparer leur conception et leurs performances. Ces deux fabricants dominent, après tout, le marché des véhicules électriques. BYD est le principal producteur de VE en Chine tandis que Tesla mène en Amérique du Nord et en Europe. 

BYD a commencé comme fabricant de cellules de batterie et a gagné une part de marché importante pour les VE vendus dans le monde. En fait, les ventes totales de VE de BYD ont dépassé celles de Tesla l’année dernière. 

Tesla a commencé à produire des cellules cylindriques 4680 en 2022 en s’approvisionnant en cellules prismatiques auprès du géant chinois CATL. Ces cellules sont environ cinq fois plus grandes en volume et en capacité que les précédentes, ce qui a permis des densités d’énergie plus élevées et des réductions de coûts. Son design sans languette réduit encore davantage les coûts de production.

Ensuite, les batteries Blade de BYD utilisent une conception de cellule unique pour produire des cellules durables à faible coût et haute sécurité.

Bien qu’elles détiennent une part de marché importante, peu d’informations sont disponibles sur la conception interne et les propriétés de ces cellules de batterie. Selon l’auteur principal de l’étude, Jonas Gorsch, chercheur en ingénierie de production de composants e‑mobility à l’Université RWTH d’Aix-la-Chapelle en Allemagne :

« Il existe très peu de données approfondies et d’analyses disponibles sur les batteries de pointe pour les applications automobiles. » 

Pour comprendre leur fonctionnement et les comparer, l’équipe de recherche a démonté les packs de batteries et publié leurs résultats dans Cell Reports Physical Science.¹ L’objectif est de fournir des orientations de conception pour le développement des batteries de prochaine génération.

Les principales conclusions ont révélé d’importantes différences dans les priorités de conception de Tesla et BYD. Les batteries de BYD utilisent des matériaux économiques et poursuivent l’objectif d’efficacité spatiale. En revanche, les batteries de Tesla se concentrent sur une densité énergétique élevée et la performance.

Le plus important, l’étude a constaté que la conception de la batterie de BYD offre une efficacité globale supérieure grâce à une meilleure gestion thermique.

Parmi d’autres conclusions clés, l’étude a noté que Tesla utilise le soudage laser pour les connexions des électrodes, tandis que BYD combine les méthodes laser et ultrasonique. De plus, la cellule Blade de BYD a montré la moitié des pertes d’énergie par volume de la cellule Tesla 4680 au même taux C. 

Selon Gorsch, l’étude souligne que les batteries de Tesla et BYD sont deux conceptions « hautement innovantes » qui sont « fondamentalement différentes » l’une de l’autre. 

« Les résultats offrent aux chercheurs et à l’industrie un référentiel pour les conceptions de cellules grand format, servant de base pour d’autres analyses et optimisations de cellules, » a déclaré Gorsch, qui estime que leurs données peuvent aider d’autres développeurs de cellules à faire de meilleurs choix éclairés lors de la décision sur la taille, le format et les matériaux actifs.

Cependant, d’autres études sont nécessaires pour comprendre l’effet des différentes conceptions mécaniques de cellules sur la performance des électrodes dans les batteries de VE et la longévité des cellules BYD et Tesla.

Évaluer ce qui rend une batterie « meilleure »

En ce qui concerne la conception et le choix des batteries pour les VE, il existe un compromis entre des facteurs tels que le coût, la densité énergétique, la capacité de puissance, la longévité et la sécurité.

Aujourd’hui, différentes chimies de cellules conviennent à différentes applications. Par exemple, les batteries au lithium fer phosphate (LFP) sont économiques et offrent une longue durée de vie, ce qui les rend idéales pour les segments de véhicules abordables. En revanche, les chimies à haute teneur en nickel comme le NMC811 offrent une densité énergétique supérieure, ce qui les rend adaptées aux segments de performance et de coût plus élevés.

Le choix entre ces deux chimies dépend de l’objectif, qu’il s’agisse de performance, d’autonomie ou de coût.

Ainsi, afin de fournir des données sur les cellules avancées utilisées dans les applications automobiles, l’étude compare les deux principales batteries lithium‑ion commerciales : la cellule Tesla 4680, qui possède une conception axée sur la performance, et la cellule BYD Blade, qui a une conception axée sur le coût. 

Les ingénieurs ont analysé les dimensions et les densités d’énergie des cellules, les conceptions mécaniques ainsi que les performances électriques et thermiques des cellules, la répartition des matériaux dans chaque composant de la cellule, et les compositions matérielles de leurs électrodes. De plus, ils ont pu déduire les coûts des matériaux utilisés et les processus employés par les entreprises pour assembler les cellules.

Alors que l’étude examinait les caractéristiques de conception et de performance spécifiques des deux cellules de batterie, elle a mentionné leur format comme principale différence : la cellule Tesla 4680 est une grande cellule cylindrique avec un volume nettement inférieur, tandis que BYD utilise un format de grande cellule prismatique, illustrant la tendance à l’augmentation des tailles de cellules et à l’approche cellule‑à‑pack.

La cellule de BYD possède des terminaux latéraux filetés, ce qui permet de détacher facilement les joints cellule‑à‑cellule. Cela n’est possible que grâce au format prismatique. Le boîtier en aluminium de la cellule est également isolé avec une feuille adhésive de polyéthylène téréphtalate (PET), alors que la cellule Tesla ne possède pas d’isolation directe au niveau du boîtier.

Selon l’étude, la cellule Blade utilise du lithium fer phosphate (LFP) comme matériau d’électrode, ce qui donne une densité énergétique de 160 Wh/kg et 355,26 Wh/l au niveau de la cellule. La cellule Tesla 4680 utilise du NMC811 (nickel, manganèse et cobalt), ce qui donne une densité énergétique de 241,01 Wh/kg et 643,3 Wh/l.

L’équipe a également découvert que, pour maintenir les feuilles d’électrode en place, les deux entreprises utilisent des méthodes novatrices contrairement à la plupart des fabricants de l’industrie.

La méthode utilisée par BYD Blade implique une pile d’électrodes comportant une étape de traitement novatrice pour laminer les bords du séparateur. Le séparateur se situe entre l’anode et la cathode. Tesla utilise également un liant novateur pour sa batterie, une substance qui maintient les matériaux actifs dans les électrodes. Les chercheurs ont identifié le polyéthylène oxyde (PEO) et l’acide polyacrylique (PAA) comme liants.

Au niveau de la cellule, la densité énergétique de la cellule Tesla 4680 surpasse celle de la cellule Blade de BYD de 1,8 × en volume et de 1,5 × en masse.

En ce qui concerne le coût, la plus grande cellule Blade de BYD bénéficie de l’avantage de coût des batteries LFP, étant €10/kWh moins chère aux niveaux de prix actuels. Selon l’étude, le coût du matériau actif d’anode (AAM) par kWh pour BYD est plus élevé que celui de Tesla, car Tesla utilise un AAM avec une densité énergétique plus élevée.

L’étude a également constaté que les batteries présentent des différences considérables dans la vitesse à laquelle une batterie se charge ou se décharge par rapport à sa capacité maximale.

Bien que les batteries de Tesla et de BYD soient très différentes, elles partagent également des similitudes inattendues. Les deux fabricants utilisent une méthode inhabituelle pour connecter leurs fines feuilles d’électrode. Alors que le soudage ultrasonique est utilisé par de nombreux acteurs de l’industrie, ils utilisent le soudage laser.

De plus, la fraction de composants passifs de la cellule tels que les barres omnibus, le boîtier et les collecteurs de courant est similaire dans les deux cas malgré que la cellule BYD soit beaucoup plus grande que celle de Tesla. Les deux cellules utilisent des anodes en graphite (un matériau d’anode populaire pour les batteries Li‑ion) sans SiO₂ (dioxyde de silicium).

« Nous avons été surpris de ne trouver aucun contenu en silicium dans les anodes de l’une ou l’autre cellule, surtout dans la cellule de Tesla, car le silicium est largement considéré dans la recherche comme un matériau clé pour augmenter la densité énergétique. »

– Gorsch

Entreprise innovante

QuantumScape (QS )

Alors que Tesla et BYD dominent le domaine de la technologie des batteries, d’autres acteurs réalisent également des progrès considérables.

Cela inclut QuantumScape, connu pour sa technologie de batterie lithium‑métal à état solide, offrant une charge plus rapide, une densité énergétique supérieure et une plus grande sécurité. Elle est développée pour les VE et d’autres applications telles que l’électronique grand public et le stockage stationnaire. 

Les cellules de batterie de QuantumScape ne contiennent pas les matériaux hôtes utilisés dans les anodes existantes. Elles sont en fait fabriquées sans aucune anode à l’état déchargé, ce qui réduit le poids et améliore l’efficacité.

L’entreprise a également présenté un séparateur céramique unique capable de résister à la formation de dendrites à des densités de puissance plus élevées pendant environ 800 cycles à environ 25 °C. Le séparateur est plus stable et plus sûr que les électrolytes liquides.

QuantumScape a une capitalisation boursière de 2,08 milliards de dollars, avec ses actions cotées à 3,78 $, en baisse de 26,6 % jusqu’à présent cette année. Elle affiche un BPA (TTM) de -0,94 et un PER (TTM) de -4,05.

Cette faiblesse de performance boursière reflète un sentiment plus large du marché boursier, qui a été affecté par l’incertitude tarifaire. Mais avec QuantumScape, il y a plus. L’entreprise a fait face à des vents contraires au cours de l’année écoulée avec le marché des batteries et des VE évoluant rapidement et la concurrence augmentant. Les investisseurs s’inquiètent également de la capacité de QuantumScape à commercialiser sa technologie et, bien que la position de trésorerie de l’entreprise soit solide, il reste à voir si elle pourra la maintenir.

QuantumScape a clôturé 2024 avec 910,8 millions de dollars de liquidités, ce qui devrait suffire jusqu’à la seconde moitié de 2028.

Maintenant, un examen plus approfondi de ses finances ; bien que les résultats du premier trimestre 2025 seront publiés le 23 avril 2025, pour 2024, l’entreprise a déclaré une perte nette GAAP de 477,9 millions de dollars, en hausse par rapport à 445,1 millions en 2023, et une perte d’EBITDA de 285 millions de dollars. Ses dépenses d’investissement se sont élevées à 62,1 millions de dollars durant cette période.

Dans une lettre aux actionnaires, l’entreprise a qualifié 2024 « une année charnière », ayant atteint quatre objectifs clés. Cela comprend l’expédition d’échantillons Alpha‑2, le renforcement de son processus de traitement thermique du séparateur (plus rapide et plus efficace) Raptor, et le lancement de son équipement avancé de traitement thermique du séparateur Cobra. 

Le dernier objectif atteint concernait le produit, à savoir le lancement de la cellule QSE‑5. L’entreprise a commencé la production à faible volume d’échantillons B0 de cellules QSE‑5 qui offrent une opération à basse température, une puissance de décharge de 10 C, une charge rapide en un peu plus de 12 minutes, et une densité énergétique de 844 Wh/L.

« Cette combinaison de caractéristiques de performance démontre la valeur convaincante que notre plateforme technologique peut créer : QSE‑5 représente une batterie à état solide sans compromis, inégalée dans l’industrie, » ont déclaré le PDG Siva Sivaram et le directeur financier Kevin Hettrich dans la lettre, qui indique que leur « mission est de révolutionner les industries des véhicules électriques et du stockage d’énergie. »

Un autre développement majeur de l’année dernière comprend le partenariat de QuantumScape avec PowerCo, la société de fabrication de batteries du groupe Volkswagen. L’objectif de ce partenariat est d’industrialiser la plateforme technologique QSE‑5 pour une utilisation dans les VE, menant à une production à l’échelle du gigawattheure (GWh) dans les installations de PowerCo. 

Pour 2025, l’entreprise prévoit ses dépenses d’investissement entre 45 et 75 millions de dollars et une perte d’EBITDA ajustée comprise entre 250 et 280 millions de dollars. Son principal objectif cette année est de préparer la plateforme technologique afin de finalement commercialiser sa technologie lithium‑métal à état solide.

Les objectifs clés de QuantumScape pour cette année comprennent la mise en production de base du Cobra, qui sera réalisée une fois le flux de production complet en place et ayant atteint une qualité et un rendement suffisants. L’entreprise vise également à atteindre une production à plus grand volume d’échantillons B1 de QSE‑5 en partenariat avec PowerCo.

Une fois les équipements de production de séparateur et de cellule à plus grand volume installés, l’étape suivante sera l’expédition d’échantillons B1 de QSE‑5 aux clients pour les tests, objectif fixé à 2026 par QuantumScape.

Un autre axe majeur cette année sera l’expansion de ses partenariats commerciaux (licences), qui ont déjà commencé à prendre forme avec QuantumScape en discussions actives avec deux constructeurs automobiles.

« La réalisation de ces objectifs renforcera davantage notre position de leader mondial des batteries à état solide, » a déclaré l’entreprise, et avec cela, ils se rapprocheront d’un pas supplémentaire pour atteindre l’objectif à long terme d’industrialiser leur technologie de batterie de prochaine génération, de révolutionner le stockage d’énergie et de créer une valeur exceptionnelle pour les actionnaires.

Conclusion

Les batteries sont essentielles à la révolution continue des véhicules électriques qui se déroule partout dans le monde. Et à mesure que le marché des VE croît parallèlement à la tendance croissante de l’électrification et du stockage d’énergie pour l’intégration des énergies renouvelables, le rôle des batteries ne fera que croître avec le temps.

Actuellement, les batteries Blade de BYD et les 4680 de Tesla sont les leaders du marché, mais peu d’informations sont disponibles sur leurs mécanismes internes. Ainsi, la dernière étude offre un aperçu rare de la conception et des performances de ces technologies de batterie de pointe, et montre comment les deux entreprises leaders abordent le même problème de manière différente. 

Notamment, elle révèle que BYD se concentre sur le coût et l’efficacité tandis que Tesla met l’accent sur la performance. La révélation de philosophies innovantes mais divergentes de ces conceptions de batteries a le potentiel d’aider les fabricants et les développeurs de batteries de prochaine génération de manière significative. 

Les informations partagées peuvent conduire à de meilleures batteries, moins chères, plus sûres et plus durables. À mesure que la technologie des batteries évolue, nous verrons le développement de cellules de pointe offrant une efficacité et une évolutivité supérieures. Cela, à son tour, stimulera l’avenir des VE pour qu’ils soient meilleurs et plus avancés.

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Études référencées :

1. ​Gorsch, J., Schneiders, J., Frieges, M., Kampker, A., Muñoz Castro, M., & Siebecke, E. (2025). Comparaison d’une cellule prismatique BYD Blade et d’une cellule cylindrique Tesla 4680 avec une analyse de démontage du design et des performances. Cell Reports Physical Science, 6(3), 102453. https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2025.102453